R&STHU9液冷數字電視發射機性能分析

【摘要】文章結合R&STHU9液冷數字電視發射機使用情況，系統地介紹了該機型發射機結構及主要部件的性能，為提升發射機的運行安全與使用操作，解決系統的一些 bug，可對發射機的系統進行升級，R&STHU9液冷數字電視發射機在天塔機房運行五年多時間，性能良好，穩定可靠，希望本文能對同行提供借鑒。

【關鍵詞】R&S?TCE900控制單元;R&S?TCE900激勵器單元;TDU900顯示終端;PHU901末級功放單元

天津電視臺于2014年引進德國R&S公司THU9液冷數字電視發射機，用于天津衛視高清頻道無線發射任務。發射機具有DVB-T/H、 DVB-T2、 ATSC/ATSC Mobile、 ISDB-TB等多種工作模式。發射機整機受TCE900控制單元控制，主備TCE900激勵器經過自動切換開關輸出一路射頻信號送到功率分配系統，末級功放由六塊PHU901線性放大器組成，功率合成器后經諧波濾波器、送往天線輸出。水泵和熱交換器構成整機的冷卻體統。內部連接方框圖如圖一所示。TCE900控制單元通過以太網與TCE900激勵器通訊，激勵器與激勵器切換開關和末級功放單元均通過CANBUS數據總線連接，形成數據交換，發射機可通過串行接口遙控。

發射機主要部件功能介紹如下：

1. TCE900控制單元

1.1 R&S?TCE900控制單元

如圖二所示，系統控制板卡SCB是控制單元的核心，具有1.6 GHz inter ATOM N型處理器、 2 GB RAM內存。系統的設置和運行數據保存在其4G的閃存盤里，軟件在Linux系統下運行。系統控制板SCB通過CANBUS總線連接機架控制器，從而連接控制每臺末級功放;處理板卡IPS1一端連接觸摸屏TDU900顯示單元，另一端通過PCIe interface連接系統控制板SCB的編程陣列（FPGA），實現對發射機的控制和基本設置。發射機冷卻接口（cooling interface）ACIF連接熱交換器和水泵單元實現發射機的整機冷卻，通過0-10V的電壓控制實現冷卻風扇的轉速，轉速表檢測的信息反映到顯示終端;TX interface單元通過以太網連接A、B激勵器，實現激勵器的自動切換功能?？刂茊卧ㄟ^12V供電，由4臺風扇散熱。

1.2 TDU900顯示終端

TDU900顯示終端實現對發射機的基本設置和檢測?；竟δ馨ǎ赫麢C參數及正向功率設置、激勵器參數（自適應線性、非線性失真預校正、調制參數、碼流輸入接口間的自動切換、TPS參數）設置、激勵器切換開關設置、冷卻系統壓力設置、整機狀態監測、末級功放單元監測等。日志記錄本記錄不同告警信息的，方便進一步確認具體的故障位置，便于維護管理。

2.R&S?TCE900激勵器單元

如圖三所示， R&S?TCE900激勵器單元承擔數據的傳輸、處理與調制，形成所需要的射頻信號送往末級功放單元。系統控制板SCB是激勵器單元的控制核心，通過CANBUS總線連接末級功放，提供射頻環路LOOP接口和GPS天線接口;CODER板卡實現對TS流的編碼和檢測，具有SMA的1PPS外部信號端口;RF-Board板卡實現基帶信號的調制和上變頻，進過自動補償放大器和輸出濾波器，實時輸出高質量的射頻信號。激勵器帶有輸出功率監測接口。激勵器單元由12V供電，由4臺風扇散熱。

3. R&S?PHU901 UHF 功率放大器

PHU901 UHF功率放大器頻率寬帶范圍為470MHz — 860MHz，覆蓋整個U段，輸出功率1350W。地面數字電視可工作在 DVB?T/H、 DVB?T2、，ATSC、 ATSC Mobile、ISDB?TB等模式，模擬電視可工作在B/G、 D/K等模式。末級放大模塊選用飛利浦BLF888B型LDMOS晶體管模塊，器件穩定可靠。功放單元由射頻控制級、相位控制單元、前級預放級、推動級、功率分配與合成、末級放大級及開關電源組成。放大器框圖如圖四所示，功放控制板卡與射頻控制級通過CANBUS總線連接，實現對射頻的控制和檢測?？傞_關電源由三組2KW獨立電源模塊組成，單獨一組2KW電源模塊就可維持整個電源模塊的工作，具有很高的冗余度。三組電源模塊并聯輸出同時為前級放大、控制板、末級放大供電，安全性能很高。2KW電源模塊由220V供電，輸出24V-50V的直流電壓。

4. 冷卻系統

發射機的冷卻系統由TH9-C1水泵單元和TH9-C2熱交換器組成，為發射機的末級功放和輸出濾波器散熱。冷卻系統采用Antifrogen N型防凍液，純液可以達到零下-45℃的防凍效果。TH9-C1水泵單元采用兩個水泵串聯工作模式，當一個水泵故障時，發射機可采用維護模式工作，在線更換故障水泵，不影響發射機的工作，大大提高了發射機的穩定性。TCE900控制單元可以根據發射機當前的運行情況控制水泵的流量。TH9-C2熱交換器單元采用的兩個風扇并聯工作，發射機溫度檢測端口及時檢測發射機的出水和回水溫度，反饋給發射機的R&S?TCE900控制單元，控制單元可以及時調整風扇的轉速，從而把水溫控制在合理的溫度范圍內。

5. 軟件升級

為了提升發射機的運行安全與使用操作，解決系統的一些 bug，可對發射機的系統進行升級，方法如下：

⑴更改電腦的IP地址，與192.168.58.254一個號段。

⑵使用網線，連接電腦網口至發射機前面板網口。

⑶在發射機主菜單下，點擊＼Task View＼software＼system control，進入升級界面：點擊 Start Update。

⑷Update status 顯示黃色的Started，然后再點擊下面的software，回到上一級菜單后點擊TxA，如果是雙激勵，再點擊Exiter A，進入激勵器A的升級菜單，點擊”Start Update”后，再回到上一級菜單，點擊Exciter B，進入激勵器B升級菜單，點擊“Start Update”。

⑸如果是雙激勵器的話，會出現3臺TCE900，勾選3臺TCE900后，點擊install。

R&STHU9液冷數字電視發射機在天塔機房運行五年多時間，性能良好，穩定可靠，希望本文能對同行提供借鑒。

參考文獻：

[1]數字電視國家工程實驗室（北京）編著.地面數字電視發射系統與覆蓋網絡[M].北京：科學出版社.2012

作者簡介：張志軍，天津市人，副高級工程師，研究方向：從事廣播電視發射機運行維護工作。